Hvordan forbedre mikroskopoppløsningen?
Mikroskoper er et av hovedutstyret for testing, og den viktige indikatoren for å evaluere mikroskopers ytelse er oppløsning. Oppløsning refererer til evnen til å tydelig skille mellom to små punkter eller den mindre avstanden mellom to linjer. Selve det menneskelige øyet er et mikroskop, og under standard lysforhold er oppløsningen til det menneskelige øyet på en visuell avstand (internasjonalt anerkjent som 25 cm) omtrent 1/10 mm. For å observere to rette linjer, da de kan stimulere en rekke nerveceller, kan oppløsningen til øynene også forbedres.
Oppløsningen til det menneskelige øyet er bare 1/10 mm, så avstanden mellom objekter mindre enn 1/10 mm eller to små objekter nærmere enn 1/10 mm kan ikke skilles fra det menneskelige øyet. Så det har vært et skifte fra enkle makroskopiske forstørrelsesglass til optiske mikroskoper for mikroskopisk observasjon, etterfulgt av elektronmikroskop. Oppløsningen til et mikroskop er definert som den mindre avstanden mellom to små punkter som tydelig kan skilles på en prøve. Beregningsformelen er: D=0.61 λ/NA
I formelen: D er oppløsningen (um); λ er bølgelengden til lyskilden (um); NA er den numeriske blenderåpningen (også kjent som blenderforhold) til objektivlinsen.
I henhold til formelen avhenger oppløsningen til et mikroskop av bølgelengden til den innfallende lyskilden og den numeriske blenderåpningen til den matchede objektivlinsen. Fra dette kan man se at metoden for å forbedre optisk mikroskopi er:
1. Reduser bølgelengden til lyskilden.
Det synlige lyset har en kortere bølgelengde på 390nm. Hvis ultrafiolett lys av denne bølgelengden brukes som en belysningslyskilde, kan oppløsningen til det optiske mikroskopet reduseres til 0,2um. Men på grunn av det faktum at de fleste vanlige glassmaterialer absorberer en stor mengde lys med bølgelengder under 340nm, kan ikke ultrafiolett lys danne klare og lyse bilder etter betydelig dempning. Derfor må dyre materialer som kvarts (som kan overføre ultrafiolett lys så lavt som 200nm) og flusspat (som kan overføre ultrafiolett lys så lavt som 185nm) brukes, og ultrafiolette mikroskoper kan ikke observeres med det blotte øye, og er til og med begrenset av de observerte prøvene, kombinert med dyre kostnader. Derfor er denne metoden for å forbedre mikroskopoppløsningen ikke mye brukt på grunn av sine egne begrensninger.
2. Øk den numeriske blenderåpningen NA til objektivlinsen
Numerisk blenderåpning NA=n * sin (u)
I formelen er n brytningsindeksen til mediet mellom objektivlinsen og prøven; U er den halve blenderåpningsvinkelen til objektivlinsen. Derfor har det å ta i bruk en større blendervinkel eller øke brytningsindeksen i optisk design blitt en vanlig metode for å forbedre oppløsningen til optiske mikroskoper. Vanligvis bruker objektivlinser med lav forstørrelse under 10X luft som medium og har en brytningsindeks på 1, som er et objektiv av tørr type; Vannneddykkingsmediet er destillert vann, med en brytningsindeks på 1,33; Mediet for oljenedsenkede linser er tjære eller annen gjennomsiktig olje, med en brytningsindeks generelt rundt 1,52, som er nær brytningsindeksen til linser og glassglass, slik som Olympus sin 100X oljelinse. Vannnedsenkningsobjektiv og oljeneddykkingsobjektiv har ikke bare høy forstørrelse, men forbedrer også oppløsningen til objektivet på grunn av bruken av media med høy brytningsindeks.
